High dietary salt intake is a major risk factor for non-communicable diseases such as hypertension and associated end-organ damage. Beyond elevating blood pressure, a high salt diet (HSD) alters the gut microbiome, modulates immune responses, and contributes to tissue injury. Immune cells, particularly their modulation by microbial signals, have emerged as key players in salt-related pathologies. Although intestinal immune cells are exposed to dietary salt shortly after ingestion and are capable of migrating to peripheral organs, their role in HSD-induced organ damage remains poorly understood. This thesis explores whether, and if so, how, high salt intake affects intestinal immune cell trafficking and activation, and whether these processes contribute to systemic inflammation and salt-induced tissue damage. To tag and trace intestinal immune cell migration in vivo, transgenic mice expressing the photoconvertible Kaede protein were used. Mice underwent two 3-week phases of high salt diet (HSD), separated by a 2-week normal salt diet (NSD) washout. NSD-fed mice served as controls, and animals were pretreated with L-NAME to sensitize the vasculature. Five days after photoconversion, immune cell trafficking and activation were analyzed using flow cytometry and bulk and single-cell RNA sequencing. In parallel, microbiome profiling was performed. In separate experiments within the same model, the impact of pharmacological interventions (FTY720, antibiotics) on immune trafficking was assessed. To investigate the functional relevance of B cells, a salt-sensitive mouse model with more severe organ damage (uninephrectomy and DOCA/HSD treatment) was used in combination with anti-CD20-mediated B cell depletion. Photoconversion-based tracing revealed widespread trafficking of intestinal immune cells to peripheral organs, including the spleen and kidney, with B cells emerging as the predominant migrating population. HSD induced substantial changes in intestinal gene expression and immune cell composition, and enhanced B cell migration to peripheral organs. FTY720 treatment confirmed S1P-dependent intestinal immune cell trafficking. HSD also altered homing and retention cues in both the intestine and kidney, and enhanced migratory programs in B cells. Changes in microbiome composition under HSD, along with the impact of antibiotic treatment on immune cell trafficking, highlight microbial signals as contributors to HSD-induced migration. B cell depletion exacerbated inflammation and kidney damage, indicating a protective role of B cells. HSD induced subset-specific B cell changes, particularly among gut-originating populations, characterized by enhanced IgA expression, elevated BCR signaling, activation, and cytokine production. Notably, IL-10 was upregulated alongside pro-inflammatory cytokines, suggesting a partial induction of a regulatory B cell phenotype under HSD. In summary, HSD shapes the phenotype and function of intestinal B cells and promotes their systemic migration, thereby modulating salt-induced immune responses and organ damage. This thesis identifies gut-originating B cells as key mediators linking mucosal and systemic immunity and uncovers immune migration pathways and regulatory mechanisms relevant to salt-sensitive disease. These findings enhance our understanding of salt-responsive immunity and may guide the development of novel therapeutic strategies targeting mucosal–systemic immune interactions to mitigate salt-associated health risks.
Ein hoher Salzkonsum ist ein wesentlicher Risikofaktor für nichtübertragbare Erkrankungen wie Bluthochdruck und assoziierte Organschädigungen. Eine salzreiche Ernährung (engl. high salt diet, HSD) beeinflusst neben dem Blutdruck auch das intestinale Mikrobiom, Immunzellen sowie daraus resultierende Organschäden. Immunzellen rücken dabei zunehmend in den Fokus, insbesondere im Hinblick auf ihre Beeinflussung durch mikrobielle Signale. Obwohl Immunzellen des Darms in periphere Organe migrieren können und früh nach der Nahrungsaufnahme mit Salz in Kontakt kommen, ist ihr Beitrag zur HSD-induzierten Organschädigung bisher unzureichend verstanden. Diese Dissertation untersucht, ob und wie HSD die Migration und Aktivierung intestinaler Immunzellen beeinflusst und ob diese Prozesse systemische Entzündungen und Organschäden fördern. Zur Markierung intestinaler Immunzellen und Analyse ihrer Migration wurden transgene Mäuse verwendet, die das photokonvertierbare Kaede-Protein exprimieren. Diese erhielten zweimalig, getrennt durch eine zweiwöchige Normsalzdiät (NSD), eine HSD für drei Wochen. Zur Gefäßsensibilisierung erhielten die Tiere eine L-NAME-Vorbehandlung. NSD-gefütterte Tiere dienten als Kontrolle. Fünf Tage nach Zellmarkierung durch Photokonversion wurden Immunzellmigration und -aktivierung mittels Durchflusszytometrie und RNA-Sequenzierung untersucht sowie eine Mikrobiom-Analyse durchgeführt. In separaten Experimenten im gleichen Modell wurde der Einfluss pharmakologischer Interventionen (FTY720, Antibiotika) analysiert. Die Rolle von B-Zellen wurde im DOCA/HSD-Modell mit Uninephrektomie in Kombination mit anti-CD20-vermittelter B-Zell-Depletion untersucht. Intestinale Immunzellen, insbesondere B-Zellen, zeigten eine ausgeprägte Migration in periphere Organe wie Milz und Niere. HSD veränderte die intestinale Genexpression und Zusammensetzung intestinaler Immunzellen und erhöhte die Migration von B-Zellen. Die Behandlung mit FTY720 bestätigte eine S1P-abhängige Migration. Zudem modulierte HSD Migrations- und Retentionssignale in Darm und Niere und verstärkte migrationsassoziierte Programme in B-Zellen. Mikrobiom-Veränderungen unter HSD und Modulation der Migration durch Antibiotikagabe bestätigen die Beteiligung des Darmmikrobioms. Die Depletion von B-Zellen verstärkte Inflammation und Nierenschaden, was eine protektive Rolle von B-Zellen anzeigt. HSD induzierte spezifische Veränderungen in B-Zellen, vor allem bei aus dem Darm stammenden Subtypen, mit erhöhter IgA-Expression, verstärktem BCR-Signaling, Aktivierung und Zytokinproduktion. Die Hochregulation von IL-10 und proinflammatorischen Zytokinen deutet auf eine partielle Induktion eines regulatorischen B-Zell-Phänotyps unter HSD hin. Zusammenfassend verändert eine HSD den Phänotyp intestinaler B-Zellen und fördert deren systemische Migration, wodurch Salz-induzierte Immunantworten und Organschäden moduliert werden. Diese Arbeit identifiziert B-Zellen intestinalen Ursprungs als zentrale Verbindung zwischen mukosaler und systemischer Immunität und beschreibt neue Migrationswege sowie regulatorische Mechanismen im Kontext Salz-sensitiver Erkrankungen. Die gewonnenen Erkenntnisse vertiefen unser Verständnis Salz-sensitiver Immunmechanismen und könnten neue therapeutische Ansätze motivieren, die auf die Interaktion zwischen Darm- und systemischem Immunsystem bei Salz-assoziierten Erkrankungen abzielen.
